sizeof(T) * CHAR_BIT是否保证位大小？

Question

似乎没有任何库函数可以计算一个类型的位数大小。

我是否正确地认为可以通过以下方式来完成？

#include <climits>

template <typename T>
size_t Size_In_Bits(){
    return sizeof(T) * CHAR_BIT;
}

这个操作总是返回可以针对某种类型的位数吗？

- Trevor Hickey

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什么是“可以针对类型定位的位”？ - user253751

@chux 我已将C标签更改为C ++。虽然，我想知道这两种语言之间是否有任何区别。上述实现可以改为使用limits.h的C宏。 - Trevor Hickey

有信心地说，C/C++之间没有大小差异。 - chux - Reinstate Monica

@immibis 是的，我想那可能有误导性。"在内存中实际存储并可以通过位操作更改的位数。" - Trevor Hickey

Answer 1

sizeof(T) * CHAR_BIT 返回类型在内存中占用的位数。

然而，位的大小可能会超过整数在数学上可以使用的位数 - （考虑填充位）。

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详细信息：整数具有值位、符号位（有符号整数）和可能的填充位。所有这些位都对存储大小做出贡献。

unsigned char 永远不会有填充位。

- chux - Reinstate Monica

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称其为“填充”非常误导。在C和C++中，填充意味着其他东西。 - Lightness Races in Orbit

@BarryTheHatchet C规范§6.2.6.2的第2条将额外的位称为“填充位”。 在C和C ++中，此处使用的“填充”不会引起极大的误导，因为它在2个上下文中使用：如上所述的位和结构体的填充字节。 答案重新组织为称它们为“填充位”，以帮助区分“填充字节”。 无论如何，根据语言规范，这仍然是一种填充形式。 - chux - Reinstate Monica

也许C规范是这样的，但C++规范并不是这样的（除了在§29.6.5下与memcpy行为相关的非规范文本中有一个单独的提及）。然而，“填充位”仍然足够明确，所以感谢您添加第二个词。 - Lightness Races in Orbit

@BarryTheHatchet 注意，在回答时，该帖子被标记为[C]而不是[C++]。 OP对C/C++持矛盾态度，但使用了C++的“template”，后来将标签从C更改为C++。 - chux - Reinstate Monica

“unsigned char永远不会有填充位”--不正确。至少存在一种架构，即模拟设备SHARC，具有两个不同大小的存储器总线：32位（数据）和48位（代码）。 根据分配无符号字符的段，它具有32或48位--而不是8位。 因为处理器的主要寄存器都有32位，所以在访问代码存储段中的无符号字符数组时，每个无符号字符有16个无法使用的填充位--例如在密集的内存映射中看到。我们编写了一个字符串常量类来克服浪费的内存。 - UnePierre

@UnePierre 说CHAR_BIT可能大于8，但是“无符号字符不会有填充位”这一说法对于符合C语言规范的编译器是正确的：“对于除了unsigned char以外的无符号整数类型，对象表示的位应该分为两组：值位和填充位”。参见C17dr § 6.2.6.2 1。也许你可以在stackoverflow上发布你的主张和样例代码，以获得更多信息反馈。 - chux - Reinstate Monica

Answer 2

这可以保证为您提供位（存储）大小，但不包括值位数（宽度）。如果类型中有填充位，后者可能会更少。对于无符号类型，您可以通过将-1转换为该类型（以获取类型中可能的最大值）并计算来直接测量值位数。对于有符号类型，可以使用std：：numeric_limits<T>：：max()来获取最大值。或者，如果已知特定类型，则可以使用limits.h或stdint.h中的xxx_MAX宏。

- R.. GitHub STOP HELPING ICE

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关于“将（无符号）-1转换为类型并计数”的好答案以及“无法测量有符号类型中值位的数量”的内容。 - chux - Reinstate Monica

如果您知道它是哪种类型，或者您可以使用std::numeric_limits<T>::max()。 - user253751

哦，抱歉，这个问题标记的是C++而不是C。在这种情况下，我的答案有些错误... - R.. GitHub STOP HELPING ICE

做了一些更改，希望现在更好了。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

我以为下溢是未定义行为？或者当你用负1初始化无符号数时，情况会有所不同吗？ - Trevor Hickey

@TrevorHickey：不会发生下溢。将整数转换为无符号类型是明确定义的，并且按照模TYPE_MAX+1进行缩减。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE